Эволюция биосферы земли

Институт информационных систем управления студенческий билет  №18-98м

Реферат по дисциплине

“ Концепции современного естествознания” на тему

“ Эволюция биосферы Земли”

Студента ММиИОЭ 1-1

Печерицина Алексея

ПЛАН:

Введение_____________________________1

Развитие биосферы в докембрии _______ 1

1. Добиогенное развитие  земли______________1

2. Возникновение органических  соединений__3

3. Возникновение живых  организмов_______4

4. Возникновение биосферы________________5

5. Появление автотрофов__________________5

6. Изменение состава  атмосферы___________6

7. Эволюция живого  вещества и климат ____7

Развитие биосферы в фанерозое________7

1. Развитие животных  со скелетными образованиями______________________________________7

2. Главные итоги  развития биосферы_____9

3. Появление наземных  растений__________10

Индивидуальности  эволюции органического мира , принципиальные для развития биосферы

______11

Появление человека _________________13

Аннотация

Человек связан с природой неразрывными узами . Начиная с первобытного периода собственного существования он пробовал её узнать в целях использования . 
Природа давало ему еду , растительную и животную ; одежду, жилье ; орудия и орудие - каменные , железные; энергию огня , воды , ветра .

Равномерно из наблюдений и опыта использования разных природных объектов появились науки . Наука о природе - естествоведение - дифференцировалась на отдельные  отрасли познания : биологию , геологию , физику , химию . Любая из их углублялась в исследование деталей и выделяла Новейшие науки , к примеру ботаника : анатомию , морфологию, физиологию , систематику , филогению растений , микробиологию . То же происходило с зоологией и почти всеми иными науками .

С развитием отдельных  наук о природе все настоятельнее проявляется потребность в выявлении всеобъятной картины жизни на планете Земля и общих действий , происходящих на ней .

Ламарк в первый раз вводит термин “биосфера” , обозначающий область жизни и влияние живых  организмов на процессы , происходящие на Земле .

Биосфера тесновато  связана с деятельностью человека , и сохранность равновесия её состава  зависит от него .

В настоящее время  в связи с очень ощутимыми  последствиями научно- технического прогресса , ставящим под опасность  предстоящее существования человека , во всех странах мира испытывается настоятельная потребность в охране биосферы. А чтоб устранить угрозы , нависшие над Землей , нужно знать историю биосферы , знать ,как она была до возникновения человека . Познание действий , происходящих в биосфере , и соответственно разумная организация всей деятельности и жизни Населения земли может посодействовать вернуть былую красоту природы.

Под биосферой принято  понимать сложную внешнюю оболочку Земли , населенную организмами . Биосфера отменно различается от всех остальных сфер Земли , потому что в её пределах проявляется геологическая деятельность живых существ : растений , животных , микроорганизмов , а на крайнем шаге истории Земли - и человека . При всем этом типично , что определенные группы живых существ могут оказывать различное , вплоть до диаметрально противоположного , влияния на окружающую среду . 
К примеру , зеленоватые растения обогащают её кислородом , животные - углекислым газом ,растения извлекают громадные массы углерода из атмосферы , а мельчайшие организмы , разлагая органическое вещество , возвращают огромную часть углерода обратно , и т.д.

Современная биосфера включает в себя вполне гидросферу , верхнюю часть литосферы и  нижнюю часть атмосферы.

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В ДОКЕМБРИИ

ДОБИОГЕННОЕ РАЗВИТИЕ ЗЕМЛИ

По современным  представлениям ,возраст Земли оценивается  около 5 Миллиардов. лет . Во время собственного образования Земля , возможно представляла Прохладное тело , близкое по составу  к метеорам .Материал , из которого она  образовалась , содержал радиоактивные элементы . 
Присутствовали , разумеется , и короткоживущие изотопы . Вещество Земли Сначало характеризовалась однородностью состава .

Вследствие выделения  тепла при гравитационном сжатии и в особенности при радиоактивном распаде недра Земли стали равномерно разогреваться . 
Но из-за неизменной утраты тепла через поверхность и недостаточности радиогенного тепла полного расплавления Земли не вышло .

В начальные моменты  плавки вещества Земли процессы выплавления  и дегазации , разумеется , обхватывали всю поверхность , которая была относительно ровненькой и слагалась только материалом излившихся базальтов и первичным веществом планеты .Однообразие и монотонность ландшафтов нарушалось только бесчисленным количеством вулканов да беспрепятственно достигавшими земной коры солнечными лучами .

Проходили миллионы лет .И по мере того , как шло время , равномерно изменялся вид планеты : формировались гидросфера и атмосфера 
. В итоге действий плавления Земли , на её поверхность выносилась вода и различные газы . За счет данной воды и начала формироваться гидросфера , масса которой равномерно росла , а соответственно увеличивалась и площадь её поверхности .

С увеличением площадей , покрытых водой , все меньше становилось  наземных вулканов , и все больше увеличивалось число подводных извержений либо вулканических зданий в виде совсем пологих островов , поднимающихся над водой.

Кроме воды , выделявшейся в виде паров и водянистом состоянии , из недр Земли сразу поступали  газы и дымы : CH4,CO,S,HCl,HF,HBr и др. Одни из их растворялись в водах гидросферы и участвовали тем самым в формировании её солевого состава ; остальные же , которые фактически не растворялись в воде , образовывали атмосферу .

Сразу с образованием гидросферы происходило формирование атмосферы . Основными компонентами её были водяные пары , метан , окись углерода , аммиак , азот , CO2. Состав атмосферы приблизительно отвечал составу современных вулканических газов . Естественно , параллельно с увеличением размера гидросферы происходило возрастание содержания газов в атмосфере.

С какого-то момента , когда содержание паров воды и  газов в атмосфере достигло существенного  уровня стали существовать условия , благоприятствующие возникновению  жизни .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

В то время атмосфера  была проницаема для космического излучения  в Несоизмеримо большей степени , чем в данный момент , так как  главные составляющие современной  атмосферы - азот и кислород - не игрались заметной роли , отсутствовал озоновый экран , меньше было паров воды . Можно предположить , что в таковых критериях в старой атмосфере должны были постоянно образовываться сложные органические молекулы ( опыты проявили , что при особенных действиях ( ультрафиолетовое излучение , ионизирующее излучение ) на смеси газов и паров воды , сходные с вероятным первичным составом атмосферы , могут возникать Различные органические вещества , которые входят в состав Био макромолекул ). Но эти соединения под влиянием коротковолнового излучения должны были подвергаться и неизменному разрушению . Потому подразумевают , что образовавшиеся соединения сохранялись только в том случае , ежели они попадали в водоемы , в каких верхний слой воды был достаточен , чтоб задержать губительную коротковолновую радиацию .

Таким образом , органические соединения равномерно могли накапливаться в первичном океане и должны были служить не только материалом для сотворения первых организмов , но и нужной питательной средой для их .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИВЫХ  ОРГАНИЗМОВ

Предполагается , что  органические соединения , рассеянные в воде , в Итоге бесчисленных взаимодействий друг с другом , переодических образований привели в конце концов к возникновению специфичных скоплений органического вещества . Эти скопления могли не только Продолжительно существовать , но и расти , а потом равномерно обмениваться веществом с окружающей средой , делиться на части себе подобные. Это момент был революционным скачком , в итоге которого “капля “ органического вещества перевоплотился в живое существо . Далее все было относительно проще , потому что не требовалось радикального конфигурации состояния вещества , а шло только усовершенствование живой материи.

Естественно , это  только одна из более вероятных схем пути возникновения жизни на Земле . В реальности все могло быть по другому . 
Нельзя с полной уверенностью сказать ,что жизнь появилась конкретно на Земле 
. Она могла быть и принесена в виде каких-либо простых организмов с метеоритным веществом из космоса , в то время , когда еще не было плотной атмосферы , которая могла сильно разогреть либо даже спалить Метеор .

ВОЗНИКНОВЕНИЕ БИОСФЕРЫ

Появление в старом океане 1-го жизнеспособного организма  могло привести к моментальному  в масштабе геологического времени  распространению жизни на Земле . Ведь у живых организмов не было никаких конкурентов , а Еде в виде различных органических веществ - целый океан . В связи с Сиим принято считать , что возникновение жизни на Земле и возникновение биосферы с геологической точки зрения явления синхронные . Кислород в Маленьких количества выделялся вследствие частичной диссоциации молекул вода и углекислого газа .

ПОЯВЛЕНИЕ АВТОТРОФОВ

Но вот в процессе эволюции простых организмов какой-то организм за счет энергии Солнца выполнил в собственном теле синтез органического  водорода , сопровождающийся разложением воды и выделением вольного кислорода . Возник 1-ый автотрофный организм , родоначальник фотосинтезирующих растений . Это событие ознаменовало величайшую революцию в развитии жизни , так как конкретно фотосинтез является Движком органических действий .

Эта революция сопровождалась фактически ликвидированием старенького  органического мира . На замену простым , малоэффективным в энергетическом отношении организмам , использовавшим энергию брожения , получающуюся за счет ликвидирования органических веществ , пришли наиболее совершенные организмы , которые употребляли энергию солнечных лучей и сами создавали органические вещества.

Автотрофные организмы , как и гетеротрофные , фактически мгновенно 
, в смысле геологического времени , распространились на все пространство 
Земли . 
Ограничивающими факторами были , возможно , только коротковолновое излучение , которое не давало способности выйти организмам на сушу , но и делало непригодным для обитания самую поверхностную часть гидросферы , и Недочет солнечного света в воде не глубине , превышающей несколько 10-ов метров.

ИЗМЕНЕНИЕ СОСТАВА  АТМОСФЕРЫ

 
Для первой половины архея было типично  резкое преобладание в воде и атмосфере  углекислого газа , существенно количество аммиака , а так же Возможно , присутствие метана и паров соляной , фтористой и серной кислот .

Во вторую половину архея и в ранешном протерозое в атмосфере и гидросфере уже  находился вольный кислород, возросло содержание азота и уменьшилось  распространение CO2 .

3-ий шаг развития  газовой оболочки Земли , начавшийся около 2 Миллиардов. Годов назад , отменно различается от предшествующих ему шагов . 
Для него типично полное отсутствие аммиака , преобладание вольного азота , существенное содержание вольного кислорода . Атмосфера имела уже состав , аналогичный её современному составу.

ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА И КЛИМАТ

Полагают , что совсем огромное действие на среднегодовую  температуру воздуха на Земле  оказывает содержание в атмосфере  углекислого газа . Он пропускает солнечные  лучи , но поглощает основную часть тепловых лучей , идущих от поверхности земли , что препятствует остыванию Земли и Увеличивает общую температуру на её поверхности . Наличие CO2 обуславливает так называемый оранжерейный эффект воздушной оболочки Земли .

По мере конфигурации состава и массы атмосферы среднегодовая температура обязана была значительно изменяться . В архее она существенно Превосходила современную . Уже приблизительно около 2 миллиардов. Годов назад температура Обязана была быть близкой к современной .

Великие оледенения , подобные известному оледенению Европы и 
Северной Америки и каменноугольному оледенению были в обоих полушариях и позднем протерозое.

РАЗВИТИЕ БИОСФЕРЫ В ФАНЕРОЗОЕ

РАЗВИТИЕ ЖИВОТНЫХ СО СКЕЛЕТНЫМИ

ОБРАЗОВАНИЯМИ .

Начало кембрийского периода , а следовательно и начало фанерозоя , ознаменовались совсем принципиальным событием в развитии органического мира . 
В первый раз возникли организмы , владеющие карбонатными , фосфатными и хитиновыми скелетными образованиями .

Очень огромную геологическую  роль в кембрии игрались археоциаты: морские беспозвоночные животные с внутренним известковым скелетом совсем сложного и узкого строения , время от времени напоминающие вазочки и кубики величиной от нескольких мм до 40см. 
Эти животные наподобие кораллов строили на дне маленьких участков морей Типичные береговые и барьерные известковые рифы . Они возможно Поправлялись микроскопическим фитопланктоном , спорами водорослей и Микробами . Археоциаты совсем скоро распространились в морях , захватывая средние и небольшие глубины и вытесняя из их обитавшие там водоросли. Археоциаты возникли в кембрийском периоде и в этом же периоде вымерли.

Карбонатным либо реже фосфатным скелетным образованием 
(двустворчатая раковина с неодинаковыми створками ) владели плеченогие 
, одиночные двусторонне-симметричные животные , ведущие прикрепленный Стиль жизни . Обитали они на морском дне . В кембрии возникла и Крупная группа древнейших членистоногих - трилобитов , имевших хитиновый панцирь . Это уже были в большей степени ползающие по дну животные

В общем с начала кембрийского периода мир животных , непременно , начал развиваться  совсем бурно , трудно , с вымиранием одних групп организмов и появлением остальных , наиболее бессчетных . В итоге к концу кембрия существовали представители практически всех типов животного мира 
, хотя более распространенными были трилобиты и археоциаты .

С чем соединено  появление на границе докембрия и кембрия организмов с карбонатными и фосфатными скелетами , до сих пор точно не ясно , но основная причина - изменение содержания кислорода в атмосфере 
. Распространено представление , что конкретно к кембрийскому периоду содержание его в атмосфере достигло практически 1% от содержания его в современной атмосфере . Это привело к образованию у поверхности Земли озонового экрана , по этому твердое излучение Солнца стало проникать в верхние слой гидросферы и животный мир сумел проникнуть в Последнее мелководье - более благоприятную для обитания зону. Конкретно мелководье более благоприятно для образования карбонатных и неких фосфатных материалов, так как в водах его содержится меньшее количество углекислого газа , резко повышающего растворимость минералов. Появление у организма того либо другого скелета давало им Огромное преимущество перед бесскелетными формами . Потому в процессе борьбы за существование у бессчетных форм организмов стали возникать скелетные образования.

Главные итоги развития биосферы

Итак , живые организмы  создали вольный кислород на Земле .Увеличение его количества привело  к образованию озонового экрана , что расширило границы распространения  жизни в гидросфере . Фотосинтез растений стал идти наиболее интенсивно . Возросла в связи с сиим масса автотрофных организмов и количество выделяемого ими кислорода и поглощаемого углекислого газа .

На границе криптозоя  и фанерозоя возник новый мощнейший  фактор , повлиявший на эволюцию биосферы - образование осадочных пород  вследствие Скопления извести в итоге жизнедеятельности многоклеточных животных .До этого карбонатные породы образовывались только в итоге деятельности водорослей .

Этот фактор был  полезен для развития животного  мира в целом , так как постоянно  приводило к изъятию из гидросферы значимой части углекислого газа . В связи с сиим породообразующая роль живых организмов с ходом времени все увеличивалась , что сопровождалось параллельным уменьшением роли водорослей и микробов в действиях образования биогенных карбонатных отложений.

Появление наземных растений

По-видимому , в конце  силурийского периода вышло событие  Главной значимости для всего  предстоящего развития биосферы - появление  наземных растений . Это событие  стало вероятным благодаря тому 
, что к концу силура содержание кислорода в атмосфере достигло уровня в 
10% от современного . Образование озона стало происходить на большой высоте , потому ультрафиолетовое излучение солнца уже не обязано было оказывать губительное влияние на организмы , находящиеся на поверхности суши .

Первой растительностью , появившейся на суше , по мнению 
Давиташвили и ряда остальных ученых , была группа растений , которую Время от времени выделяют в особенный тип нематофитов , являющийся как бы промежуточным звеном меж водорослями и сосудистыми растениями . 
Можно считать , что нематофиты произрастали в прилежащей к морю полосе суши . Остатки нематофитов встречены в отложениях позднего силура и девона . 
В верхнесилурийских отложения известны остатки и древнейших сосудистых растений - псилофитов . Это были совсем типичные споровые растения , имевшие вид низких кустарников без листьев . Эти растения не могут быть названы деревьями , а их скопления - лесом , тем более , что у этих растений тело еще не было дифференцировано не только на листья , но и даже на ствол и корень . Был только многократно ветвящийся вверху и внизу ствол .

Псилофитовая флора  может рассматриваться как последующий  шаг , опосля появления нематофитов , эволюции растений . Появившиеся в  предстоящем Новейшие типы споровых наземных растений ( плуановые , членистостебельные 
, папоротники ) уже наиболее интенсивно наступали на сушу и равномерно захватывали её .

В среднем девоне уменьшение содержания углекислого газа было Существенно  больше , чем увеличение кислорода .Животный мир девона характеризовался пышноватым расцветом брахиопод , кораллов , строматопороидей, мшанок. В общем фауна беспозвоночных в девоне достигла Большего расцвета .

Может быть , существенное увеличение содержания в девоне кислорода  и уменьшение углекислого газа содействовали появлению в девоне кистеперых рыб , способных не только всасывать кислород из воды , но и дышать воздухом . Потому они могли выползать на сушу и , возможно являлись предками земноводных позвоночных , которые возникли , в конце девонского периода .

Первыми земноводными были стегоцефалы ( крышеголовые) - неуклюжие 
, коротконогие , с волочившимся по земле туловищем животные , с головой 
, покрытой панцирем из мощных костных образований .

Представляется , что  происшедшее в девоне увеличение содержания кислорода и уменьшение концентрации углекислого газа в воздухе благоприятствовали и появлению на суше паукообразных , скорпионов , насекомых

Наземная растительность этого периода была уже приемлимо  лесного типа . Большие древовидные  папоротники , плуановые и хвощовые часто достигали до 40 м и поболее . К концу периода обилие растительного мира еще больше возросло и возникли 1-ые хвойные растения .

Индивидуальности  ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА , Принципиальные ДЛЯ РАЗВИТИЯ 
БИОСФЕРЫ.

В каменноугольной флоре обширно были распространены споровые влаголюбивые растения (плуан , хвощи и папоротники). Потом началось появление голосеменных растений, в том числе и хвойных .Эти растения Владели значительными преимуществами по сопоставлению со своими предшественниками и потому не только шире их расселились по поверхности суши , но и в значимой мере вытеснили их из зон , которые те сначала безраздельно занимали. В связи с сиим в мезозойскую эру господствующее положение на суши заполучили голосеменные растения.

Потом на замену им пришло господство покрытосеменных растений , еще больше высокоорганизованных . 
1-ые покрытосеменные возникли в середине мезозойской эпохи . В кайнозое они скоро завладели всей поверхностью Земли .

С точки зрения развития биосферы , большой энтузиазм представляет Вероятная направленность эволюции покрытосеменных .Травянистый тип покрытосеменных растений произошел от древесного . Процесс развития Травок из древесных растений представляется последующим: деревья - Кусты -полукустарники - долголетние травки - одногодичные травки. Травки являются более адаптированными представителями растительности . 
Темпы эволюции травки был совсем высок , и совсем скоро опосля собственного возникновения покрытосеменные растения расселились на громадных территориях .

Благодаря развитию биосферы Земля равномерно заполучила Различные  цвета и цвета и стала планетой-оазисом  посреди остальных планет галлактики. Живое вещество не только является основным и Нужным компонентом биосферы , определяющим её развитие , но и Более изменчивой и более скоро эволюционирующей составной частью земной коры .

Различные процессы, связанные с существованием и  развитием живого вещества, не только представляют собой главные причины  эволюции всей биосферы и осадочного породообразования в протяжении долговременной геологической истории Земли , но и , разумеется , являются основной Предпосылкой образования самой земной коры.

ПОЯВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Появление на Земле  человека представляло собой одно из самых Значимых событий в долговременной истории биосферы. По существу 
,неизмененные ландшафты , не несущие на себе заметных следов действия человека , в настоящее время ,может быть , сохранилось лишь в пределах Значимых глубин океанов . Все другие ландшафты изменены под влиянием деятельности человека.

Сначала собственного существования человек являлся  ординарным компонентом биогеоценозов , принципиально не отличавшихся от остальных входивших в эти  биогеоценозы организмов по действию на окружающую его природу. В начальный  период действие человека на биогеоценозы , в которые он входил , ограничивалось только потреблением им некой части продуцировавшейся в их растительностью и животной биомассой .

Невзирая на то , что  уже ранешнего питекантропа от животных отличала способность трудиться , долгое время действие человека на биосферу было очень ничтожным . Собирательство растительной Еды и охота на животных не достаточно отличали этого древнейшего человека от животных.

Время , отвечающее раннему  и среднему палеолиту , которое окончилось приблизительно 30-40 тыс. Годов назад , представляло собой эру складывания человеческого общества в виде первобытного человеческого стада .

Это стадо уже не было чисто биологическим объединением , так как представители его  уже не только употребляли примитивные  орудия , но и изготавливали их. Но оно не было и реальным человечьим обществом 
, так ка в нем господствовали силы естественного отбора.

Только на рубеже среднего и позднего палеолита , опосля появления  современного , в био смысле , человека , появилась 1-ая Реальная общественно-экономическая формация - первобытнообщинный строй 
. С этого времени чисто био законы развития человека оказались оттесненными соц законами развития человеческого общества .

В позднем палеолите  сразу с появлением родового строя  и развитием человеческого общества происходило относительно скорое развитие материальной и духовной культуры . Существенно совершеннее стали орудия охоты и труда , люди стали строить себе жилья, шить одежду.

Мезолит , неолит и  бронзовый век обхватывает последующий  период Действия человека на природу , имевший длительность около 7 Тыщ лет и длившийся приблизительно от 10 до 3 тыс. Годов назад.

Развитию человеческого  общества в этот период содействовало  в какой-то мере улучшение природных  критерий - послеледниковое время . 
Климат стал наиболее теплым , из-подо льда освободились необъятные местности суши , на которых расселились люди .Обширное развитие получают рыболовство , скотоводство и земледелие .

Действие человека на биосферу в рассматриваемый период времени было уже не только различным , но и довольно глубочайшим . Это было Действие не только на животный мир , но и на растительный и даже почвенный покров.

С начала исторического  шага для все растущего действия человеческой деятельности на биосферу имели основное значение скоро увеличивающийся рост численности населения и развитие техники.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Население Земли к  началу нашей эпохи составляло около 200 млн. человек , а в настоящее  время - около 5 миллиардов. Неуклонный рост населения скоро сказывался на природе всей нашей планеты , что усугублялось одновременном очень ускоряющимся прогрессом техники .

Значимая часть  лесов оказалось вырубленной  и выжженной . На их месте появлялись пашни , луга и пустоши. Произошла  замена естественных биогеоценозов  на искусственные. В наше время действие человека на биосферу совсем разнообразно и глубоко.Частенько - это небезвредное влияние : загрязнение атмосферы , гидросферы приводят к скоплению вредных веществ 
, что естественно скажется на будушем нашей планеты. В реферате быля рассмотренны громадные временные сроки . В течении миллионов лет наша планета оставалась нетронутой , а за совсем маленький отрезок с ней произошли громадные конфигурации .

Перечень используемой литературы: 
1.Акимова Т.А. ,Хаскин В.В. “Основы экоразвития” 
2. Войткевич “ Базы теории происхождения земли” 
3.Николов “ Длинный путь жизни” 
4.Казначеев В.П. “Учение Вернандского о биосфере и ноосфере” 
5.”Экологически уроки прошедшего и современность”.Л. Наука . 1991.